El Experimento de Davisson

El experimento de Davisson-Germer fue realizado por unos físicos americanos llamados Davisson Clinton y Lester Germer en 1927, el cual confirmo la hipótesis de De Broglie. La hipótesis de De Broglie propuso que se podrían unificar los comportamientos de la radiación y la materia si no solo asociamos propiedades corpusculares a la radiación, si no que también asociamos propiedades ondulatorias a las partículas. De esta forma podríamos construir una nueva teoría mas universal que sirviera para describir tanto a la radiación como a la materia. Podemos obtener las propiedades ondulatorias de las partículas invirtiendo las relaciones que dan propiedades corpusculares corpusculares a las las ondas. Entonces Entonces el experimento experimento de Davisson-Germer Davisson-Germer no solo desempeño un papel importante importante en la verificación de la hipótesis hipótesis de De Broglie y demostró la dualidad ondapartícula, sino que también fue un acontecimiento histórico importante en el establecimiento de la mecánica cuántica y de la ecuación d e Schrödinger. Maxwell en sus ecuaciones piensa que la luz consiste de las ondas de los campos electromagnéticos y la materia consiste en partículas localizadas. Sin embargo esta fue rechazada por Albert Einstein en su artículo sobre el efecto fotoeléctrico, donde el describe la luz como discreta y cantidad de energía localizada (ahora llamada fotones).En 1927 Louis de Broglie presento su tesis sobre la teoría de la dualidad onda -partícula, que propuso la idea de que toda la materia muestra la dualidad onda-partícula de fotones. De acuerdo con De Broglie de toda la materia y la radiación por igual, La energía de la partícula estaba relacionada con la frecuencia asociada por la relación de plank.    

Y que el impulso de partícula P se relaciona con su longitud que ahora se conoce como la relación de De Broglie: 

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Una contribución muy importante fue el señalamiento hecho por Walter M. Elsasser quien dijo que la naturaleza ondulatoria de la materia podría ser investigada por experimentos de dispersión de electrones en los sólidos cristalinos, así como la naturaleza ondulatoria de rayos X se había confirmado a través de experimentos de dispersión de rayos X en sólidos cristalinos. Cuando el experimento de Davisson y Germer fue realizado su intención inicial no era confirmar la hipótesis de De Broglie sino mas bien estudiar la superficie del níquel. En 1927 en los laboratorios Bell, Davisson y Germer dispararon electrones que se mueven lentamente hacia un blanco de níquel cristalino. La dependencia angular de la intensidad de electrones reflejada reflejada se midió y se determino que tenía el patrón de difracción mismas predichas por Bragg para rayos-X. Este experimento se repitió por George Paget thomson y Davisson compartiendo el premio nobel de Física en 1937. El experimento confirmo la hipótesis de De Broglie que la materia tiene un comportamiento similar a la onda. Esto en combinación con el efecto Compton estableció la hipótesis de la dualidad onda -partícula que paso a ser un paso fundamental en la mecánica cuántica. El experimento incluye un cañón de electrones que consta de un filamento caliente que libera electrones excitados térmicamente, térmicamente, que se aceleraron luego a través de una diferencia de potencial dándoles una cierta cantidad de energía cinética hacia el cristal de níquel. Para evitar colisiones de los e lectrones con otras moléculas en su camino hacia la superficie, el experimento se se llevó a cabo en una cámara de vacío. Para medir el número de electrones que estaban dispersos en diferentes ángulos, un detector de electrones que puede ser movido en una trayectoria del arco sobre el cristal se utilizó. El detector ha sido diseñado para aceptar sólo los electrones elásticamente dispersos . Cuando empezaron el experimento y los electrones chocaron contra la superficie, fueron dispersados por los átomos que se originaron a partir de los planos del cristal en el interior del cristal de níquel .Como Max von Laue demostró en 1912 la estructura del cristal sirve como un tipo de rejilla de difracción tres dimensiones. Los ángulos de reflexión máxima se da por la condición de Bragg para la interferencia constructiva de una matriz, la ley de Bragg

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 Al variar la tensión tensión aplicada al cañón de electrones, electrones, la intensidad máxima de los electrones difractados difractados por la superficie atómica se encontró en ángulos diferentes. De acuerdo con la relación de Broglie y la ley de Bragg , un haz de 54 eV tenía una longitud de onda de 0.165 nm . El resultado experimental fue de 0,167 nm, que aproximan mucho a las predicciones.